TÄMU: Emulating Trusted Applications at the (GlobalPlatform)-API Layer
Dieses Paper präsentiert TÄMU, eine Rehosting-Plattform, die die Standardisierung der GlobalPlatform-API und gierige High-Level-Emulation nutzt, um die dynamische Analyse und das Fuzzing von Trusted Applications über verschiedene mobile TEEs hinweg zu ermöglichen, wobei erfolgreich 17 Zero-Day-Schwachstellen aufgedeckt wurden und dem Mangel an dynamischen Testmöglichkeiten im Ökosystem begegnet wurde.
Originalarbeit lizenziert unter CC BY 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Dies ist eine KI-generierte Erklärung des untenstehenden Papers. Sie wurde nicht von den Autoren verfasst oder gebilligt. Für technische Genauigkeit konsultieren Sie das Originalpaper. Vollständigen Haftungsausschluss lesen
Das Paper in einfachem Englisch: TÄMU
Stellen Sie sich vor, Ihr Smartphone ist eine hochsichere Bank. In dieser Bank gibt es einen speziellen, ultra-sicheren Tresor namens Trusted Execution Environment (TEE). Dieser Tresor bewahrt Ihre sensibelsten Geheimnisse auf, wie zum Beispiel Ihre Fingerabdruckdaten, Ihre digitalen Zahlungsschlüssel und Ihre DRM-geschützten Filme.
In diesem Tresor leben kleine Sicherheitswachen namens Trusted Applications (TAs). Ihre Aufgabe ist es, Ihren Fingerabdruck zu prüfen oder Ihre Zahlung zu verarbeiten. Wenn eine Wache ein Loch in ihrer Rüstung hat (ein Bug), könnte ein Dieb in den Tresor einbrechen und alles stehlen.
Das Problem: Der „Black Box“-Tresor
Das Problem ist, dass diese Tresore von verschiedenen Unternehmen (Samsung, Xiaomi, Qualcomm usw.) nach unterschiedlichen Bauplänen gebaut werden. Sie sind zudem „Closed-Source“, was bedeutet, dass die Bedienungsanleitungen der Sicherheitswachen verborgen sind.
- Die Herausforderung: Sicherheitsforscher wollen diese Wachen testen, indem sie ihnen zufällige Dinge zuwerfen (eine Technik namens Fuzzing), um zu sehen, ob sie kaputtgehen. Aber weil diese Tresore so unterschiedlich und geheimnisvoll sind, können Sie diese Tests nicht einfach auf einem echten Telefon durchführen, ohne gegen die Sicherheitsregeln zu verstoßen.
- Der alte Weg: Frühere Versuche, diese Tresore zu simulieren, waren so, als würde man versuchen, eine ganze Stadt wieder aufzubauen, nur um eine einzige Ampel zu testen. Es war zu langsam, zu teuer und funktionierte nur für eine ganz bestimmte Stadt (einen spezifischen Telefonhersteller).
Die Lösung: TÄMU (Der universelle Übersetzer)
Die Forscher haben ein Werkzeug namens TÄMU entwickelt. Stellen Sie sich TÄMU als einen universellen Übersetzer und Simulator vor, der es Ihnen ermöglicht, diese Sicherheitswachen auf einem normalen Computer (wie Ihrem Laptop) auszuführen, ohne das eigentliche Telefon zu benötigen.
So funktioniert es, unter Verwendung einer einfachen Analogie:
1. Die gemeinsame Sprache (GlobalPlatform)
Obwohl die Tresore unterschiedlich gebaut sind, sprechen die Wachen darin meist eine gemeinsame Sprache namens GlobalPlatform (GP). Es ist so, als würden fast alle Bankwachen, unabhängig von der Bank, die gleichen Standardphrasen für „Öffnen Sie die Tür“ oder „Prüfen Sie den Ausweis“ verwenden.
- TÄMUs Trick: Anstatt zu versuchen, jeden einzelnen einzigartigen Dialekt jedes Telefons zu verstehen, konzentriert sich TÄMU auf diese gemeinsame Sprache. Es simuliert die Standardbefehle perfekt. Dies ermöglicht es, Sicherheitswachen von vielen verschiedenen Telefonen auf einer einzigen Maschine auszuführen.
2. Die „gierige“ Strategie (Priorisierung der Arbeit)
Aber warten Sie, einige Wachen benutzen auch geheimen, privaten Slang, der nicht im allgemeinen Handbuch steht. Wenn TÄMU versuchen würde, jede geheime Phrase für jedes Telefon zu lernen, würde es ewig dauern.
- Der „gierige“ Ansatz: Die Forscher haben eine intelligente Strategie namens Greedy High-Level Emulation erfunden. Stellen Sie sich vor, Sie versuchen, eine Schatzkiste mit 100 verschiedenen Schlüsseln zu öffnen. Anstatt sie alle der Reihe nach auszuprobieren, schauen Sie auf die Karte und sagen: „Wenn ich diesen spezifischen Schlüssel ausprobiere, könnte ich 90 % der Kiste öffnen.“
- TÄMU nutzt eine Computeranalyse, um herauszufinden, welche geheimen Phrasen (APIs) am häufigsten verwendet werden und die meiste Code-Funktionalität freischalten. Es priorisiert das Erlernen dieser zuerst. Das bedeutet, dass sie nur eine winzige Handvoll geheimer Phrasen manuell ermitteln mussten, um 90 % der Funktionalität aller getesteten Telefone freizuschalten.
3. Das Ergebnis: Die Bugs finden
Nachdem TÄMU gebaut worden war, nutzten die Forscher es, um:
- 67 verschiedene Sicherheitswachen von vier verschiedenen Telefonherstellern auf ihren Computern auszuführen.
- Zufällige Daten auf sie zu werfen (Fuzzing), um zu sehen, was kaputtgeht.
- 17 brandneue Zero-Day-Schwachstellen zu finden. Dies sind Löcher in der Sicherheit, von denen vorher niemand wusste. Sie fanden diese in 11 verschiedenen Anwendungen.
Das große Ganze
Das Paper behauptet, dass zuvor selbst die Unternehmen, die diese Telefone herstellen, ihre eigene Sicherheitssoftware nicht einfach dynamisch testen konnten, weil die Werkzeuge dafür zu schwer zu bauen waren. TÄMU ändert das Spiel, indem es die Tatsache nutzt, dass sich die Telefonhersteller langsam auf eine Standardsprache einigen. Durch die Konzentration auf diesen Standard und die Verwendung einer „gierigen“ Strategie, um die Lücken zu füllen, haben sie ein Werkzeug geschaffen, das es möglich macht, Sicherheitslücken in Mobiltelefonen viel schneller und effektiver zu finden und zu beheben als zuvor.
Kurz gesagt: TÄMU ist ein intelligenter Simulator, der die „gemeinsame Sprache“ der mobilen Sicherheit spricht, einen Shortcut nutzt, um den „geheimen Slang“ zu lernen, und erfolgreich 17 neue Sicherheitslücken in populären Telefonen gefunden hat, die zuvor auf diese Weise unmöglich zu testen waren.
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